为了进一步开展太空深层间的行星任务, 美国国家航天局发射了一枚名为“铁人一号”的载人飞船。上面承载了最优秀的宇航员——巴兹、史通尼、吉姆, 他们将在太空生活七个月, 每一个动作都将被摄像机拍下, 以备研究。在这期间, 三人做了譬如微型陨石实验等多项有着重要意义的活动。很快, 五个月过去了, 宇航员们身体疲惫, 飞船的RCS系统也出现恶化的现象。
航天局总部果断地做出让三名宇航员返航的决定, 但飞船的点火系统却出现故障。点火发动一次又一次地失败, 国内谣言纷纷, 各种不乐观的猜测被传得沸沸扬扬。巴兹等人打算自己检查飞船系统, 但所剩的氧气只够坚持四十二个小时。进行舱外活动将消耗掉更多氧气, 这将是不明智的决定。但如果派另一艘飞船营救的话, 将花费更多的财力物力。虽然同事们一致愿意为营救行动而努力, 但局长泰德并不赞成这种做法。
国内的舆论压力越来越大, 总统害怕在人民中间引起恐慌, 下令竭尽一切力量营救三名宇航员。与此同时, 巴兹、史通尼、吉姆的想法并不乐观, 与家属通话中纷纷表露出对生还的绝望。营救行动困难重重, 航天局决定派克鲁兹登上新的宇宙飞船。就在准备就绪, 飓风却发生转向, 阻碍飞船发射。凭借着巨大的勇气和丰富的经验, 研究员们决定在风眼中发射飞船。
在“铁人一号”上, 氧气越来越少, 等待营救的五十五分钟的时间对于他们来说太过漫长。吉姆决定去修理飞船, 但实际上却是放弃自己, 把更多的氧气留给两位同伴。巴兹和史通尼悲痛万分, 同时身体也因缺少氧气越来越虚弱。终于, 克鲁兹与最近的俄罗斯飞船对接, 成功地营救了巴兹和史通尼二人。
